Российские физики научились измерять нанотрубки «на слух»

Несколько исследователей из МФТИ создала установку, котораяс помощью ультразвука измеряет степень и размеры слипания нанообъектов в коллоидных растворах. Изучение опубликовано вжурнале Colloidsand Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects.

Углеродные нанотрубки владеют целым рядом особенностей, выделяющих их на фоне вторых материалов: очень большая прочность, электро- и теплопроводность. Во многих отраслях индустрии углеродные нанотрубки употребляются в виде коллоидных растворов, например, для увеличения электроемкости в электролитных аккумуляторная батареях, либо как промежуточный элемент техпроцесса, к примеру для осаждения нанотрубок на подложку.

Уровень качества раствора и его конечные особенности напрямую зависят от того, как равномерно нанотрубки распределены в растворе, и от их размеров. Для степени слипания и контроля размера нанообъектов в большинстве случаев применяют способы микроскопии. Но, для этого раствор нужно подготавливать: разбавлять до нужной концентрации либо высушивать, что не подходит для экспресс-диагностики на производстве.

Для измерения размера нанотрубок исследователи решили применять ультразвуковую спектометрию. Через раствор пропускали ультразвуковые волны различной частоты, каковые рассеивались на взвешенных частицах. Так ученые приобретали спектр затухания – связь коэффициента между частоты и затухания.

Ранее посредством затухания ультразвука обучились определять размер сферических частиц. Но, в данной работе исследователи имели дело с объектами с соотношениями длины к диаметру порядка нескольких сотен. Дабы вычислить раздельно диаметр и длину нанотрубок, спектры затухания снимали в двух различных состояния: — простом (хаотичном) и упорядоченном.

Схема экспериментальной установки. Виктор Иванов / МФТИ

Данный принципиальный подход воплотили в установке, являющейся контур, по которому циркулирует исследуемый раствор. В одном месте диаметр трубы сужается, за счёт чего нанотрубки в растворе ускоряются и ориентируются в сторону сужения. Потому, что труба резиновая, то посредством трансформации ее диаметра была подобрана ширина сужения, снабжающая большую параллельность нанотрубок.

В месте сужения установили ультразвуковой акустический датчик и излучатель с обратной стороны трубы.

В ориентированном состоянии спектр затухания зависит лишь от диаметра частиц. Вычислив диаметр и сравнив спектры затухания хаотических и ориентированных частиц ученые вычислили и длину нанотрубок. Полученные эти сравнили с данными, взятыми посредством просвечивающего электронного микроскопа и атомно-силового микроскопа.

Для двух растворов из трех эти с установки не очень сильно отличались от взятых посредством микроскопии.

Начальник исследовательской группы Виктор Иванов уверен в том, что представленный способ возможно использован и для других наночастиц с громадным соотношением диаметра и длины, к примеру графеновых нанодисков.

На прошедшем сравнительно не так давно в Москве конгрессе фирм наноиндустрии был представлен прибор, измеряющий размер наночастиц в коллоидных растворах посредством лазера.

Создатель: Григорий Копиев

Случайные записи:

• Оксид графена расскажет о взаимодействии белок-белок
• Технологичный графен

ТОП5 Великих Ученых

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Российские физики измерили загрязнение жидкости с помощью голограмм

  Физики из университета ИТМО создали экспресс-способ определения распределения частиц в оптически-прозрачных средах на базе голограмм. Способ окажет…

• Мы давно вдыхаем углеродные нанотрубки?

  Выясняется, мы довольно часто видимся с углеродными наноструктурами в обыденной жизни. Наряду с этим, как продемонстрировали изучения американских…

• Как растут нанотрубки

  Как мы знаем, самый эффективный и обширно распространенный метод синтеза углеродных нанотрубок (УНТ) основан на химическом осаждении паров (CVD), при…

• Катушка тесла заставила нанотрубки самостоятельно собираться в провода

  Команда исследователей в Университете Райса создала разработку независимой сборки углеродных нанопроводов. Для этого употребляется электрическое поле,…